镧掺杂纳米TiO2/电气石复合材料的制备及光催化性能研究
随着经济的发展和人们生活水平的提高，室内装修所使用的涂料、油漆等材料中含有的甲醛等有机污染物给室内环境造成了污染，严重影响了人们的身体健康。光催化技术是一项环境友好的技术，在环境净化领域，特别是在治理室内空气污染领域的应用前景诱人。在众多光催化剂中，TiO2以其无毒价廉，催化活性高，无二次污染而最为常用。
本研究以电气石粉为载体，TiCl4为前驱体，用水解沉淀法负载纳米TiO2薄膜，考查了水解体系中钛起始浓度、pH、水解温度、煅烧温度等工艺条件对水合TiO2粒子的形貌、晶粒尺寸及晶相组成的影响，采用现代的检测手段对合成的纳米TiO2的影响机理进行了分析。并以甲醛为模型物，通过正交和单因素条件优化实验确定了复合材料制备过程中的主要影响因素及最佳工艺条件。
由于纳米TiO2自身的局限性，使TiO2在可见光区光催化降解效率不高，本研究采用镧掺杂的方法来提高纳米TiO2光催化性能，以甲醛为评价指标，确定了最佳镧掺杂量:0.4％。结合SEM、TEM、FT-IR、XRD等现代测试手段对镧掺杂复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:在电气石表面均匀负载了平均粒径12nm左右的锐钛矿型的纳米TiO2粒子，镧掺杂可有效地阻止TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变，提高了复合材料在可见光下的催化活性。
将镧掺杂纳米TiO2/电气石复合材料在1m3环境舱内对典型室内空气污染物——甲醛的去除实验研究表明，该复合材料在甲醛去除方面具有较好的应用效果，可见光照射300min，甲醛初始浓度为1.625mg/m3，去除率可达到77.29％。
电气石;纳米二氧化钛;镧掺杂;光催化性能;甲醛;复合材料;环境净化
华北水利水电大学
硕士
环境工程
朱灵峰;高如琴
2013
中文
X511;TB383
67
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）